Kubernetes探针详解

一、探针介绍

Kubernetes探针在容器技术中扮演着非常重要的角色。探针是一种检查容器应用程序状态的机制，它是Kubernetes用于确保应用程序健康的一部分。探针分为两种类型：Liveness探针和Readiness探针。

1. Liveness探针

Liveness探针用于确定容器是否处于活动状态。当Liveness探针发现容器状态不正常时，容器将被自动重启。例如，在一个Web服务器容器中，Liveness探针可以将负责处理网络请求的进程作为探测目标。一旦Liveness探针检测到该进程不再响应请求，它会将容器标记为失败状态，并启动容器的自动重新启动。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-pod
spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: k8s.gcr.io/liveness
    args:
    - /server
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /healthz
        port: 8080
        httpHeaders:
        - name: X-Custom-Header
          value: Awesome
      initialDelaySeconds: 3
      timeoutSeconds: 1

2. Readiness探针

Readiness探针用于确定容器是否准备好接收流量。当容器准备好接收新的请求时，Kubernetes会将流量路由到该容器中。如果Readiness探针因某种原因失败，Kubernetes会将新的流量路由到其他容器。这样可以保证流量始终发送到可用的容器中。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: readiness-pod
spec:
  containers:
  - name: readiness
    image: k8s.gcr.io/readiness
    args:
    - /server
    readinessProbe:
      httpGet:
        path: /healthz
        port: 8080
        httpHeaders:
        - name: X-Custom-Header
          value: Awesome
      initialDelaySeconds: 3
      timeoutSeconds: 1

二、Kubernetes探针台

Kubernetes探针台（Probe Manager）是一个检查容器状态的监视器。探针台负责检查探针，并根据探针结果来管理容器状态。当探针检测到容器状态异常时，探针台会启动自动重启或重新调度容器。Kubernetes探针台内置探针的类型和实现机制

1. Liveness探针类型

Kubernetes内置了多种Liveness探针类型，包括Exec探针和HTTP Request探针。这些探针类型可以根据容器类型、应用程序类型和需求来进行选择。例如，在一个单节点容器集群中，Exec探针可能是最好的选择。但是，如果应用程序需要较高的可用性，则HTTP请求探针可能是更好的选择。

Exec探针

Exec探针用于直接执行命令，以验证容器是否处于正常状态。以下代码简要演示了如何在容器中执行一个简单的命令：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-pod
spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: k8s.gcr.io/liveness
    args:
    - /server
    livenessProbe:
      exec:
        command:
        - cat
        - /tmp/ready
      initialDelaySeconds: 5
      timeoutSeconds: 1

HTTP Request探针

HTTP Request探针用于通过HTTP检查容器状态。以下代码简要展示了如何配置HTTP Request Probe探针：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-pod
spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: k8s.gcr.io/liveness
    args:
    - /server
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /healthz
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 5
      timeoutSeconds: 1

2. Readiness探针类型

Kubernetes内置了多种Readiness探针类型，包括TCP Socket探针和HTTP Request探针。这些探针类型可以根据容器类型、应用程序类型和需求来进行选择。例如，在一个需要保证高扩展性的Web应用程序中，HTTP请求探针可能是更好的选择。但是，如果应用程序包含一个与互联网紧密相关的服务，TCP Socket探针可能是更好的选择。

TCP Socket探针

TCP Socket探针用于通过TCP检查容器是否处于正常状态。以下代码简要展示了如何在容器中配置TCP Socket Probe探针：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: readiness-pod
spec:
  containers:
  - name: readiness
    image: k8s.gcr.io/readiness
    args:
    - /server
    readinessProbe:
      tcpSocket:
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 5
      timeoutSeconds: 1

HTTP Request探针

HTTP Request探针用于通过HTTP检查容器状态。以下代码简要展示了如何在容器中配置HTTP Request探针：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: readiness-pod
spec:
  containers:
  - name: readiness
    image: k8s.gcr.io/readiness
    args:
    - /server
    readinessProbe:
      httpGet:
        path: /healthz
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 5
      timeoutSeconds: 1

三、GKS100探针

GKS100探针是Kubernetes提供的一种全新的探针机制。GKS100探针类型包括Console探针和Script探针。探针主要用于在Pod运行期间，监控、记录Pod内部的重要状态等信息，并通过探针台上报给Kubernetes系统，帮助Kubernetes系统管理Pod。

1. Console探针类型

Console探针类型主要通过收集并输出Pod内部重要状态信息的方式，进行Pod状态的监控和记录。以下为如何使用Console探针类型的示例代码：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: console-pod
spec:
  containers:
  - name: console
    image: k8s.gcr.io/console
    args:
    - /server
    livenessProbe:
      console:
        command:
        - sh
        - "-c"
        - cat /tmp/console.log
      initialDelaySeconds: 5
      timeoutSeconds: 1

2. Script探针类型

Script探针类型主要通过以脚本的形式来完成服务生命周期的管理。Script探针类型拥有更加灵活的定制性和可扩展性，适用于更为复杂的部署场景。以下为如何使用Script探针类型的示例代码：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: script-pod
spec:
  containers:
  - name: script
    image: k8s.gcr.io/script
    args:
    - /server
    livenessProbe:
      script:
        command:
        - sh
        - "-c"
        - echo OK
      initialDelaySeconds: 5
      timeoutSeconds: 1

结语

探针是Kubernetes容器编排技术中非常重要的一个组成部分。Liveness探针和Readiness探针的使用可以大大提高容器应用程序的可用性和可靠性。同时，Kubernetes探针台和GKS100探针机制的引入也为容器管理和监控提供了更好的手段。